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Möglichkeiten zur Nutzung des Raspberry Pi 4 in der Industrie

Autor / Redakteur: Sven Pannewitz * / Margit Kuther

Raspberry Pi 4 ist wesentlich leistungsfähiger als die Vorgänger: 1,5 GHz Takt, echtes GBit-LAN, bis 4 GByte RAM, USB 3.0 und Dual- Monitorbetrieb prädestinieren ihn für das Prototyping.

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Raspberry Pi 4: Das aktuelle Topmodell eignet sich auch für den Einsatz in der Industrie.
Raspberry Pi 4: Das aktuelle Topmodell eignet sich auch für den Einsatz in der Industrie.
(Bild: Raspberrypi.org)

Der Raspberry Pi findet immer mehr Verwendung in der Industrie. Längst ist der Einplatinencomputer dem Image des Bastlerboards entwachsen und hat auch im professionellen Umfeld Fuß gefasst. Vor allem für die Prototypen-Entwicklung ist der Raspberry Pi eine vielseitige und effiziente Lösung. Begünstigt wird dies durch die große Community und die Vielzahl an Zubehörteilen, die den Raspberry Pi auch für den industriellen Einsatz prädestinieren.

Vor einigen Monaten wurde ein neues Modell, der aktuell leistungsstärkste Raspberry Pi, Raspberry Pi 4, vorgestellt. Welche Vorteile er mit sich bringt und wie sich diese auf Projekte und den Einsatz in der Industrie auswirken, kommentiert im Folgenden Sven Pannewitz, Produktmanager für passive Bauelemente und Entwicklerboards bei reichelt elektronik.

Raspberry Pi 4 bietet nun echtes Gigabit Ethernet

Der Raspberry Pi 4 verfügt über den neuen System on Chip (SoC) Broadcom BCM2711, einem 64-Bit-Quad-Core Cortex-A72 (ARM v8) mit 4 x 1,5 GHz Takt und wahlweise 1 GB, 2 GB oder sogar 4 GB LPDDR4-Arbeitsspeicher. Dieses Update macht den Minicomputer noch schneller und leistungsfähiger in seiner Rechenleistung. Vor allem für Projekte, die eine schnelle Datenverarbeitung benötigen, ist dies eine hilfreiche Erweiterung, etwa wenn Mess- und Statusinformationen gesammelt und zur Verarbeitung weitergeleitet werden.

Eine signifikante Änderung gibt es bei den Schnittstellen. Im neuen Modell ist das Ethernet direkt an den SoC angebunden und nicht mehr wie in Vorgängerversionen über USB. Das beschleunigt die Signalübertragung auf echtes Gigabit Ethernet. Wenn besonders große Datenmengen übertragen werden müssen, bedeutet dies einen großen Vorteil. Zudem kann der Raspberry Pi auf diese Weise auch NAS-Aufgaben übernehmen.

Mit dem erweiterten Arbeitsspeicher, den neuen USB 3.0 Ports sowie zwei MIPI-Anschlüssen für 4K-Bildschirme eignet sich der Raspberry Pi 4 mittlerweile sogar als Computer für die Software-Entwicklung mit Linux. Dank der Vielzahl an Entwickler-Tools für Raspberry Pi entsteht so ein günstiger, aber zuverlässiger Entwickler-Client.

Bluetooth 5.0: drahtlose Übertragung von Daten des IoT

Der funkbasierende Standard Bluetooth ist im industriellen Bereich vor allem für die drahtlose Übertragung von Sensordaten interessant. Bluetooth 5 umfasst einige erweiterte Funktionen für die Protokollarchitektur Bluetooth Low Energy. Diese bietet einen schnellen Verbindungsaufbau, einen geringen Energieverbrauch und erreicht durch regelmäßige Ruhepausen zwischen den Sendezyklen einen sehr energieeffizienten Datentransfer. So kann Bluetooth 5 auch für die drahtlose Datenübertragung bei IoT-Anwendungen verwendet werden, zum Beispiel bei der Gebäudeautomatisierung oder auch für die Lagerlogistik.

Der Standard Bluetooth 5.0 bietet zudem die Möglichkeit, Bluetooth Beacons mit bis zu 255 Bytes zu senden. Dabei kann der Absender Zielgeräte exakt lokalisieren und diese punktgenau ansteuern. Dies kann zum Beispiel für die Navigation in großen Produktionshallen oder Lagerstätten genutzt werden. Der Raspberry Pi 4 dient in diesen Fällen als Steuereinheit der Bluetooth Beacons.

Vielfältigstes Zubehör für Raspberry Pi

Raspberry Pi Camera v2.1: Das Kameramodul enthält einen hochempfindlichen, acht Megapixel CMOS-Bildsensor.
Raspberry Pi Camera v2.1: Das Kameramodul enthält einen hochempfindlichen, acht Megapixel CMOS-Bildsensor.
(Bild: Raspberrypi.org)

Ist der Raspberry Pi 4 mit den üblichen Betriebssystemen und anderer Hardware wie den Erweiterungsplatinen etwa für den 40-Pin-Header, den HATs (Hardware Attached on Top) kompatibel? Bei einem Upgrade auf eine höhere Version muss immer zuerst getestet werden, dass das gewünschte Betriebssystem auf der neuen Hardware einwandfrei läuft.

Bei den Betriebssystemen, empfohlen von der Raspberry Pi Foundation, ist meist eine Abwärtskompatibilität gewährleistet. In der Regel funktionieren Anwendungen auch auf dem neuen Board, besonders wenn es sich um HATs oder anderes Zubehör wie Kameramodule für Raspberry Pi handelt. Lediglich die neuen Funktionen des Raspberry Pi sind erst nach einem Betriebssystem-Update nutzbar. Fremdbetriebssysteme und spezielle Programme können teils erst nach einer Überarbeitung der Software auf neueren Boards wie dem RPi 4 verwendet werden. Für die meisten gängigen Raspberry-Pi-Betriebssysteme gibt es bereits Updates. Bei den Aufsteckplatinen muss zudem der etwas andere Aufbau des Raspberry Pi 4 berücksichtigt werden. USB- und Ethernet-Schnittstellen haben bei dem neuen Modell Platz getauscht. Auch die HDMI-Schnittstellen unterscheiden sich vom Vorgängermodell. Hier ist also wichtig, im Vorfeld zu verifizieren, ob Board und Zubehörteil zusammenpassen.

Fazit: Ob als Entwicklungs-Client, Edge-Steuerungseinheit oder als Wegweiser in Lagerhallen – auch im industriellen Umfeld findet der Raspberry Pi 4 mehr und mehr seinen Platz. Die Upgrades des neuen Modells erweitern dabei den Spielraum der Anwender für verschiedenste Einsatzmöglichkeiten und neue Experimente.

* Sven Pannewitz ist Produktmanager bei reichelt elektronik

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